CENTRO DI SUPERVISIONE n. Lampione Master Zigbee, GPRS/UMTS WiFi Master

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1 CENTRO DI SUPERVISIONE n CENTRO DI SUPERVISIONE n GPRS/UMTS Lampione Master Zigbee, GPRS/UMTS WiFi Master Slave 1 Lampioni Slave Zigbee n 2 3 OSIRIDE- BRE, LAMPIONE A LED INTELLIGENTE FINALIZZATO AL RISPARMIO ENERGETICO, MONITORATO E CONTROLLATO DA CENTRO DI TELECONTROLO REMOTO. Brevetto n. TR2008U T.S.I. srl Tecnologie Servizi Innovativi Terni Via del Sersimone, 29 TEL FAX e.mail tsitelemetria@gmail.com - www. Tecnologieserviziinnovativi.it P.IVA

2 INDICE 1. GENERALITA DESCRIZIONE DEL SISTEMA CARATTERISTICHE DEL SISTEMA VANTAGGI RAFFRONTO CON I LAMPIONI TRADIZIONALI PRESTAZIONI OPZIONALI: ESEMPI DI PAGINE GRAFICHE OPERATORE Pag 2 di 13

3 1. GENERALITA Il lampione a led di tipo intelligente denominato OSIRIDE- BRE permette di illuminare siti pubblici e/o privati con il massimo risparmio energetico variando la luminosità in base alle effettive esigenze del sito. Il lampione OSIRIDE- BRE è strutturato con tre livelli di intelligenza, il primo dedicato alle strategie per il risparmio energetico, il secondo alla comunicazione wireless, ed il terzo (opzionale) riservato alla rilevazione dei parametri ambientali,meteoclima, della sosta e del traffico. Il lampione a led OSIRIDE- BRE utilizza corpi illuminati a led bianchi o in tricromia RGB per garantire migliore visibilità in condizioni ostili in presenza di nebbia, smog etc. o produrre effetti di illuminamento coreografici in siti di particolare rilevanza architetturale come viali, piazze, parchi, etc. Il lampione a led OSIRIDE- BRE è inoltre corredato di funzione di autodiagnosi basata sul rilevamento di tensione, corrente, temperatura di esercizio per consentire la verifica continua del corretto funzionamento. 2. DESCRIZIONE DEL SISTEMA Il sistema OSIRIDE- BRE, si compone di: Lampione a Led intelligente versione base o estesa; Comunicazioni tra i lampioni e con il centro remoto; Centro di gestione remoto; Lampione a Led versione base Il lampione OSIRIDE- BRE versione base integra contemporaneamente tutte le funzionalità e gli elementi necessari per gestire in modo dinamico il risparmio energetico, la supervisione e il controllo da centro remoto. Il lampione OSIRIDE- BRE standard è modulare e prodotto in tre tipologie di potenza 60W, 120W, 240W; potenze superiori sono prodotte per espansione dei sistemi di base Il lampione OSIRIDE- BRE ha un rendimento elevato (90%) ed è alimentabile da rete 230 Vac oppure 24 Vdc L insieme dei corpi illuminati è realizzato con elementi modulari disposti a matrice. Per quanto concerne i corpi illuminanti, vengono utilizzati per le stesse potenze diverse tipologie di led, tipicamente: - led da 1W; - led da 10/20W cad. - led da 20/60W cad. Il pilotaggio degli elementi emettitori di luce è impostato per massimizzare il risparmio energetico, non superare la temperatura di esercizio ideale, garantire una ottimale dissipazione di calore per raddoppiare il tempo di vita dei led da ore quando utilizzati a standard ad oltre ore utilizzati secondo la gestione implementata da OSIRIDE- BRE. La componente più caratterizzante del lampione a led è costituita da un apparato periferico di telecontrollo a microprocessore denominato PTC/T, disponibile in due configurazioni di I/O, che ne governa tutte le funzionalità, il Firmware Pag 3 di 13

4 garantisce al prodotto una totale automazione per le regolazioni, l opportuna flessibilità operativa, le necessarie parametrizzazioni, e tutte le funzioni di acquisizione, comando, autodiagnosi e comunicazione. Il lampione utilizza elementi a led a luce bianca per l illuminazione di tipo standard o a tricromia RGB quando è necessario garantire migliore visibilità e maggiore confort per l utente o per complessi monumentali e/o siti di rispetto. Il pilotaggio degli elementi emettitori di luce è impostato per massimizzare il risparmio energetico, minimizzare l inquinamento luminoso e raddoppiare il tempo di vita dei led. Ciò avviene mediante il rilevamento di: - regolazione intensità illuminazione in funzione della luminosità esterna - movimento di persone e/o mezzi nell area prossima al lampione; - misura dell assorbimento della corrente e della tensione; - misura della temperatura interna del lampione. Il sensore di movimento rileva la presenza di persone o mezzi, la PTC/T acquisisce e comanda la variazione della luminosità dallo stato di massimo risparmio a quello di normale illuminazione. La misura di assorbimento della corrente, della tensione, della luminosità esterna nonché della temperatura garantiscono con una completa diagnostica e automazione in continuo il corretto funzionamento del lampione e l immediata segnalazione in centro di eventuali malfunzionamenti. Il lampione OSIRIDE- BRE opera in modo dinamico regolando in continuo la luminosità secondo le effettive esigenze del momento. La luminosità relativa ad ogni stato è finemente programmabile, grazie al comando PWM dei corpi illuminanti a led, consentendo così di rispondere alle varie esigenze dettate da normativa, logistica, installazione,risparmio energetico. Comunicazioni tra lampioni e con il centro remoto I lampioni cooperano tra di loro, raggruppati in un isola a sviluppo variegato (lineare, ad albero, a stella, e/o combinazioni delle stesse) allo scopo di massimizzare il risparmio energetico e nello stesso tempo di fornire condizioni di illuminazione del sito efficienti e confortevoli. Le comunicazioni wireless tra i lampioni OSIRIDE- BRE operano nella banda libera, 2400 MHz, insieme all algoritmo di gestione implementato, consentono di far transitare un isola di lampioni OSIRIDE- BRE tra gli stati di massimo risparmio e normale illuminazione soltanto quando effettivamente necessario, eliminando continue variazioni di luminosità quando il sito è impegnato in modo intermittente per brevi periodi di tempo. La comunicazione tra master e slave consente all intero impianto di essere gestito per variare le condizioni di funzionamento. Il modulo di comunicazione wireless locale tra i lampioni ha una portata radio tale da consentire la comunicazione con almeno 4 lampioni a monte e 4 a valle disposti ad una interdistanza di 30 mt., all interno di questo range è garantita la continuità della catena radio anche se vi è più di un elemento guasto e/o mal funzionante, l isola dei lampioni è realizzata secondo i parametri canonici di una rete MESH di tipo ZigBee per comunicazioni di gran lunga più favorevoli. Il modulo di comunicazione con il centro di telecontrollo remoto è presente soltanto nel lampione capoisola (MASTER). La comunicazione con il centro è di norma di tipo spontaneo per la segnalazione di eventi di allarme, oppure in risposta a messaggi originati dal centro per Pag 4 di 13

5 acquisizione/comando e/o variazione delle tabelle dei parametri di funzionamento residenti nella PTC/T. Lampione a Led intelligente versione estesa Il lampione OSIRIDE- BRE versione estesa rispetto a quello base, è configurato per interfacciare tutti o in parte : i sensori dei parametri ambientali (Rumore, Monossido di carbonio, Ozono, Polveri sottili, elettromagnetismo ecc.) per eseguire il monitoraggio ambientale; i sensori per la stazione meteoclimatica (temperatura,umidità relativa, luminosità ambientale, anemometro, igrometro etc.) il S.O.S. è costituito da un pulsante,camera, microfono ed altoparlante integrati in box antivandalismo posti alla base del palo che utilizza per il colloquio in viva voce con il centro l infrastruttura di comunicazione già impiegata dal sistema. i sensori di rilevamento della sosta e del traffico per controllare parcheggi e viabilità. Una rete WiFi per fornire connessione agli utenti/residenti nelle zone urbane ed extraurbane nelle quali e presente la rete di illuminazione pubblica. L installazione all interno della lampada degli apparati WiFi ( mediamente un apparato ogni 7 lampade ) consente la copertura dell intera area comunale con una rete wireless a larga banda che costituisce, con la sola installazione sui pali di illuminazione, circa il 75% di una intera rete comunale broadband senza fili. Il comune, titolare dell impianto di illuminazione pubblica, ha quindi a disposizione la gran parte di una rete wireless che puo essere completata con un investimento irrisorio e successivamente gestita da un operatore locale scelto dallo stesso comune, che oltre a completare la rete, gia dotata di una piattaforma di gestione progettata per operatori di telecomunicazioni, sara in grado di gestire la suddetta rete subito dopo l installazione delle nuove lampade a LED e potra poi facilmente estenderla all intera area comunale. Gli apparati wireless installati all interno delle lampade potranno gestire, per mezzo di una particolare antenna esclusivamente brevettata per queste applicazioni, diversi protocolli di telecomunicazione ( es.: UMTS, WiFi, Hiperlan ) in grado di assicurare una continuita di servizio molto efficiente, inclusa una notevole gamma di applicazioni, oltre alla connessione internet (es: chiamate telefoniche in protocollo VoIP da cellulari, sistemi di videocontrollo wireless, gestione di display installati sui pali della luce per messaggi pubblicitari e per informazioni di pubblica utilita, ecc.). I dispositivi sopra citati sono alimentati dal blocco dall alimentazione del lampione e gestiti dalla stessa periferica PTC/T in versione estesa e relativo firmware. Ogni lampione OSIRIDE- BRE è predisposto per contenere ed alimentare i sensori. La prestazione completa richiede la disponibilità dell alimentazione anche di giorno quando il lampione è spento, nel qual caso, OSIRIDE in automatico provvede a tagliare l alimentazione ai soli led. Centro di gestione remoto Il centro è costituito da una postazione operativa basata su un server sul quale viene installato il software di supervisione e telecontrollo SVC Lamp, e da una o più postazioni client opzionali Pag 5 di 13

6 collegati al server in modalità intranet/internet, su cui sono visualizzate le mappe con i dati in tempo reale dei lampioni monitorati. Le comunicazioni remote mediante GPRS/UMTS richiedono l attivazione in centro della linea ADSL/HDSL con un indirizzo IP statico di uno dei gestori di telecomunicazioni. Il software SVC Lamp del centro di supervisione e telecontrollo consente all operatore di conoscere in Tempo Reale la dislocazione dei Lampioni (geolocalizzazione) e le caratteristiche del servizio fornito. Non di meno conto, sono l insieme delle funzioni di analisi statistica predisposte, che operano sulla base dei dati storici generati dai dati raccolti in tempo reale e/o in Tempo Differito mediante acquisizione dei dati memorizzati dagli apparati. Il centro SVC Lamp è configurabile in modo da rispondere al meglio alle varie realtà logistiche nella geolocalizzazione dei Lampioni. La configurazione è basata su cartine a due livelli di zoom (intera area monitorata e area di dettaglio) con georeferenziazione prestabilita e semistatica, essa è indicata per realtà dove la geolocalizzazione è per sua natura ristretta ad un area geografica ben delimitata (percorsi in parchi o aree delimitate, piazzali di interporti, etc.). Il vantaggio di questa soluzione è la totale indipendenza dalla disponibilità del collegamento internet per collegarsi al sito del provider che fornisce le mappe satellitari, la rappresentazione dei lampioni sulla cartina dell area geografica di interesse è sempre possibile in quanto queste sono memorizzate nello stesso server che gestisce il colloquio con i lampioni. Quando invece il campo su cui georeferenziare i lampioni monitorati è molto ampio (intere Città, Comuni, Provincie, Regioni, Stati, etc.) e non noto a priori, non è conveniente predisporre tutte le mappe necessarie per la geolocalizzazione, pertanto in questi casi è necessario ricorrere alle mappe satellitari fornite dai provider su scala mondiale come Google Maps, Virtual Earth di Microsoft, Maps di Yahoo. In questo caso, la cosa più ragionevole, è accettare la dipendenza dal collegamento internet; in questo tipo di applicazione il nostro prodotto utilizza le mappe satellitari di Virtual Earth. FUNZIONI DEL CENTRO - Gestione di pagine video associate ai Lampioni per acquisizione Segnali di Stato e di Allarme. - Gestione di Comandi e Regolazioni per forzare lo stato determinato dall automazione relativamente a accensione/spegnimento e variazione della luminosità. - Acquisizione di tutte le Misure e Segnali rilevate a bordo del lampione. - Individuazione dei lampioni in stato di allarme contenente l evento che lo ha generato. - L apparato PTC/T L apparato PTC/T nella configurazione Base dispone di 2 comandi di potenza (max 3A), 2 misure 0/20mA o 0-2,5 V per il collegamento di altrettanti dispositivi esterni o 2 segnali. Comandi, misure e segnali disponibili per automazioni locali e/o a disposizione del centro. Nella configurazione Estesa sono disponibili 6 comandi di potenza, 8 misure, 10 segnali, utilizzabili anche essi per automazioni locali e/o a disposizione del centro. 3. CARATTERISTICHE DEL SISTEMA Le caratteristiche che contraddistinguono il sistema sono: Pag 6 di 13

7 Affidabilità Totale: la possibilità del verificarsi di malfunzionamenti del sistema è assolutamente contenuta per la qualità dell HW e del SW che rappresentano una formidabile barriera nei confronti dell'errore. La diagnostica sempre attiva garantisce la tempestiva comunicazione al centro remoto di eventuali malfunzionamenti. Efficienza: il colloquio tra le periferiche ed il centro, garantisce il telecontrollo continuo dei lampioni. Chiarezza: il Sistema segnala in modo chiaro e differenziato al centro tutto ciò che accade al lampione avvalendosi di una grafica di elevata qualità immediatamente comprensibile, provvede alla memorizzazione di tutte le informazioni. 4. VANTAGGI Il lampione OSIRIDE- BRE è innovativo e vantaggioso rispetto ai lampioni tradizionali per i seguenti motivi: a) risparmio energetico compreso tra 48% e 90% derivante dall efficienza dei led telecontrollati. Grazie al telecontrollo si acquisisce la presenza dei veicoli e delle persone spostando da minimo a massimo l intensità dell illuminazione tipicamente in un rapporto 1 a 3. b) drastica riduzione degli interventi di manutenzione e sostituzione per la affidabilità dei led, e la complessiva capacità del lampione Osiride di rispettare la normativa vigente per l intero ciclo di vita compreso tra e ore contro le 2.000/4000 ore delle lampade tradizionali. È costante il rendimento della luminosità rispetto alla lampada tradizionale che in ore degrada del 50%; il led del 4,5% interamente recuperato dalla automazione. c) Superiore qualità della prestazione offerta all utenza, migliore visibilità derivante dalla luce bianca e direttiva e per la tricromia che permette prestazioni di livello ancora superiore. d) Drastica riduzione dell inquinamento luminoso e) eliminazione dello smaltimento di rifiuti speciali (mercurio,piombo etc.) tipici delle lampade tradizionali a fine vita prodotto f) l ottimizzazione dell investimento sostenuto in funzione della espandibilità delle prestazioni offerte, utilizzando tutta l infrastruttura esistente della pubblica illuminazione e lo stesso lampione Osiride è possibile fornire le ulteriori importanti prestazioni opzionali della versione estesa a costi estremamente contenuti g) assenza di raggi ultravioletti h) forte riduzione del calore generato i) possibilità di alimentazione diretta a 24 Vdc da batterie/pannello solare per le aree non raggiunte dalla rete di alimentazione. Il modesto assorbimento del lampione Osiride lo rende ideale per l alimentazione tramite batterie ricaricate da pannello solare nei siti non alimentati. j) Rilascio immediato al 100% del flusso luminoso Pag 7 di 13

8 k) Regolazione fine del flusso luminoso 5. RAFFRONTO CON I LAMPIONI TRADIZIONALI Alta Efficienza L ultima generazione di led supera di quasi 2 volte l efficienza in termini di lumen/watt le così dette lampade al neon a basso consumo Quando sono incorporati in un sistema possono sopravanzare anche l'efficacia delle lampade HPS. L attuale valore in termini di lumen/watt dei LED in commercio è di 100Lm/watt per un bianco con 5600 K equivalente alla luce diurna. Nell arco dei prossimi 6.12 mesi sono previsti LED con 130/140Lm/watt surclassando così anche le lampade al Sodio ad alta pressione. Diversamente dalla maggioranza delle sorgenti fluorescenti, i LEDS non contengono mercurio. La tecnologia LEDS è quella a stato solido, simile a quella usata nei più moderni microprocessori. Data quindi la tecnologia a stato solido, non hanno parti in movimento, parti in fragile vetro, mercurio, gas pericolosi e nessun filamento. L'eliminazione del mercurio dai sistemi di illuminazione permette di allinearsi alle nuove e future leggi ambientali. Capacità di rendimento L incremento dei rendimenti di sistemi di illuminazione a led sono realizzati anche per mezzo della naturale direzionalità della luce. Le ottiche sono facilmente incorporate nella lampada di illuminazione, garantendo un illuminazione focalizzata con una minima perdita di luce e diminuendo considerevolmente l inquinamento luminoso. Il rivoluzionario pattern rettangolare garantisce oltre ad una maggiore efficienza anche una ottima uniformità del fascio di luce generato. Molte sorgenti di luce in uso non sono adatte agli ambienti freddi e a volte richiedono costosi apparati di accensione alle basse temperature. I LEDS non richiedono nessun apparato speciale di pilotaggio, non temendo la temperatura. L'avviamento a freddo fino a -40 C non è un problema per la tecnologia a stato solido. La capacità di avviamento a freddo permette l accensione istantanea senza bisogno di circuiteria speciale, semplificando la progettazione e abbassando i costi dell'elettronica. Diversamente dalle sorgenti di luce convenzionali, i LEDS sono pilotati da dispositivi a bassa tensione. Questo permette soluzioni mai usate prima d'ora che incontrano requisiti di regolazione senza costosi dispositivi di sicurezza. Gli aspetti della bassa tensione dei LED permettono sistemi sicuri e non richiedono connessioni di alimentazione in alta tensione tra il driver e la sorgente di luce. La corrente richiesta per il pilotaggio di questi dispositivi è relativamente bassa, innovando ulteriormente gli aspetti di sicurezza del LED come soluzioni di illuminazione. Data la bassa tensione richiesta, per alimentare le sorgenti di luce possono essere usate batterie ricaricabili e non, oppure sorgenti alternative di energia come quella solare o eolica. Costi di esercizio Pag 8 di 13

9 6. PRESTAZIONI OPZIONALI: SISTEMA DI MONITORAGGIO AMBIENTALE; SISTEMA METEOCLIMA S.O.S. SISTEMA DI GESTIONE DELLA SOSTA E DEI PARCHEGGI; SISTEMA DI MONITORAGGIO DEL TRAFFICO; ALIMENTAZIONE A PANNELLO SOLARE E BATTERIA PER I SITI NON ALIMENTATI RETE WIRELESS A LARGA BANDA PER UTENZA RESIDENZIALE E NON Pag 9 di 13

10 7. ESEMPI DI PAGINE GRAFICHE OPERATORE SVC/LAMPIONI PANNELLO RIEPILOGATIVO CON INDICATO LO STATO DEI LAMPIONI Pag 10 di 13

11 SVC/LAMPIONI PANNELLO RIEPILOGATIVO CON INDICATO I LAMPIONI E I RELATIVI STATI Pag 11 di 13

12 SVC/LAMPIONI PANNELLO DI DETTAGLIO PER MONITORARE LO STATO DELLE COMUNICAZIONI CON GLI APPARATI TELENAV/LAMPIONE MASTER Pag 12 di 13

13 SVC/LAMPIONI PANNELLO DI DETTAGLIO PER MONITORARE LO STATO DELLE COMUNICAZIONI CON I CLIENT REMOTI SU RETE INTRANET/INTERNET Pag 13 di 13